电动机振动研究

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(1)定期离线监测。这是一种基于固定时间和周期来监测电机振动情况的方
法，工作人员常常根据自己的工作经验来判断电机各部件的劣化规律，从而制定
监测周期。在对电机经行振动监测时，首先通过便携式振动监测仪对电机的转轴
经行振动信号的采集，然后利用计算机对采集到的信号进行离线处理和分析。这
种监测方式的优点是设备投入成本较低，操作简单，其缺点是人力成本，时间成
本比较高，且不能经行实时监测，有时会因监测不及时而造成电机故障进一步
发展。

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(2)自动监测离线分析。这种监测方式目前应用最为广泛，该监测系统一般
包括下位机和上位机两部分。下位机被安装在电机转轴上，通过嵌入式微处理器
来收集振动信号，然后经数据线将振动信号传输至上位机，数据分析和故障诊断
需要技术人员离线进行。所以，该监测方式的优点是实现了监测自动化，能够实
现实时监测。缺点是仍需要人工进行数据分析。

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(3)自动监测实时分析〔22]。该监测方式可以长期对电机振动信号进行监测，
并能通过建立的专家系统或数据库对振动信号进行实时分析和故障诊断，自动储
存有价值的数据，也可以把数据和分析结果通过网络上传至客户端，从而实现远
程监测。目前，虽然国外的一些厂商己经生产出了这种监测系统，但该监测系统
仍存在着一些不足，比如系统价格昂贵，专家系统不够成熟等。所以，自动监测
实时分析仍是未来电机振动监测领域的重点研究方向。

1万 · 2020-1-19 10:09

(1)电机振动监测的基础是振动信号检测，其振动信号检测的好坏直接影响
人们对电机运行状态的判断，有时甚至会使人产生误判，导致电机故障不能及时
被发现，使电机故障进一步发展而损坏电机。
(2)当前自动监测实时分析的电机振动监测方式还不够成熟，存在许多不足
且价格昂贵。在相当一部分企业中，仍然以自动监测离线分析为主。虽然这种监
测方式相较于定期离线监测有了很大的进步，但仍存在故障发现不及时的问题。
针对上述两个问题，本文将设计基于电容传感器的电机振动监测系统，以提
高对电机径向振动信号的监测精度，利用Labview编写上位机振动监测软件，实
现对电机运行状态的进行判断，工作人员可根据本系统做出的判断对运行状态不
佳的电机制定合理的检修计划。

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轴承不对中是指轴承坐标和安装位置的偏差，加工环境和安装条件的制约和
限制常常会产生这种偏差。由于电机结构的原因，其轴承在水平方向和垂直方向
上具有不同的刚度和阻尼f2}1，轴承不对中会加大这两个方向上刚度和阻尼的差别，
即使轴承中有油膜的存在也不能弥补这种差别。当转轴不对中的程度过大时，会
恶化轴承的工作条件，会在转子上增加额外的负荷，使转子受力不均匀，甚至会
使转子失稳或产生摩擦。转子不对中对电机的影响非常大，甚至会使电机发生不
可逆转的损伤。

1万 · 2020-1-19 10:12

电机在运行过程中，由于转子受到不平衡的作用力，导致转轴旋转中心和转
子的几何中心不重合，这将可能导致转子与定子间发生磨损或碰撞。定转子间的
碰磨是电机运行中常见的故障，按照磨损情况可分为全周碰磨和部分碰磨f281，全
周碰磨是指在电机旋转过程中定转子一直相接触;部分碰磨则指转子旋转一周只
有部分与定子相接触。定转子间的碰磨会使电机受到一定程度的损伤，轻则使电
机振动加大，重则使转子损坏，电机停转。造成定转子碰磨一般有以下几种原因:
(1)电机转子加工制造时不精确，致使转子质量不均衡或转子弯曲，导致电
机转轴振动增大，当振幅达到动静间隙值时，就会引起定转子间碰磨。
(2)转子不对中。
(3)电机动静间隙值设计不当，由于电机动静间隙值的大小一般与设计人员、
安检与检修人员的经验密切相关，其值太小将导致定转子间的碰磨。

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电机在正常运行时，其转轴不可避免的会产生振动，但是如果振动幅度太大，
就会导致电机故障的发生。为此，我国制定了相关的标准，根据电机径向振动峰
峰值的大小分成了四个评价区域:
区域A:新投产的电机，其振动峰峰值一般不会超出此区域。主要用于电机
的出厂校验。
区域B:径向振动峰峰值在此区域内的电机，通常认为其运行状态良好，可长
期运行。
区域C:振动峰峰值在此区域内的电机，通常运行状态较差，不适合长期连续
运行，否则将导致电机的故障。
区域D:在此区域运行的电机，运行状态恶劣，其振动的剧烈程度一般足以
致伸电机杨坏。

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电机的振动信号属于非电信号，一般不便于直接测量和应用，通常使用位移
传感器将其转换为电信号，再经检测电路经行处理和提取。位移传感器的种类繁
多，按照其工作原理可分为电位器式、应变式、差动电压器式、霍尔式、电涡流
式、电容式等多种[[30-31];按照其是否与被测物体接触又分为:接触式和非接触式
两种。电机转轴的径向振动适合通过非接触式位移传感器进行检测，其中非接触
式位移传感器常用的有电容式和电涡流式。

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